一种用于白云石煅烧用四膛竖窑的制作方法

本实用新型是一种用于白云石煅烧用四膛竖窑，属于窑炉煅烧技术领域。

背景技术：

近几年我国每年原镁产量超过90万吨，占世界原镁总产量的90％以上，其白云石消耗量超800万吨。在硅热法炼镁中，原料白云石的煅烧是非常重要的环节，其决定着煅白的质量，直接影响镁的还原率。而目前白云石煅烧设备主要有回转窑和竖炉，回转窑虽然能够有满足白云石对各种煅烧条件的要求，但运营成本较高，热利用率较低，而且还存在易结圈，维修频繁的缺点；竖窑煅烧温度不均匀，煅白活性低，极大影响了还原工艺中镁的产出率。目前在白云石煅烧中新开发的双筒竖窑，表现出极大优越性，热量利用率得到提高，煅白活性高，但仍存在产量较低、热量仍有大量没有得到利用而损失有待进一步加强利用，另外二氧化碳直接外排，造成大气污染和温室气体效应。

技术实现要素：

为了解决炼镁原料白云石煅烧目前设备上存在的热量损失、增加产能、提高煅白质量和二氧化碳资源化，本实用新型提出了一种用于白云石煅烧用四膛竖窑。

具体技术方案为：

一种用于白云石煅烧用四膛竖窑，包括竖窑本体，竖窑本体包括窑体外壳和耐火材料，所述的竖窑本体设有四个窑筒，四个窑筒围成一圈，并且四个窑筒通过各自煅烧带底部位置连接通道相互连通；所述的竖窑本体顶部中心处设有加料仓，所述的加料仓底部设有四根加料管，四根加料管的出口端分别位于四个窑筒内；

每个窑筒的顶部还设有排气筒、压缩空气喷嘴和燃料喷嘴；排气筒依次连接除尘器、二氧化碳储气柜；

每个窑筒底部连接有冷却风机，窑筒的最底部设有卸料机构。

所述的窑筒内从上到下依次为预热带(大约在筒上部1/3段)、煅烧带(筒中间1/3段)和冷却区(筒下部1/3段)。白云石原料在预热带加热，在煅烧带内煅烧，下部为冷却区，煅白产品下沉到冷却区内；所述的冷却风机与冷却区连接；所述的四筒连接通道位于煅烧带底部。

加料管上设有加料控制闸，控制白云石原料加料量。

所述的窑筒内还设有高温雷达料位计，测量白云石原料位置。

白云石，先用破碎机加工成30～90mm块，在四膛竖窑上进行煅烧，四膛竖窑的特点是不会使得白云石过烧或欠烧，用的燃烧是天然气或煤气。煅烧产品过筛，块状为煅白，筛下物为氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁组合产物，煅烧产生的二氧化碳经过炉顶设置的除尘器除尘，纯净的二氧化碳储存在储气柜中，进一步提纯压缩，供工业驱动采油、生物气肥、作制冷剂、化工原料等使用。

具体的白云石煅烧方法，采用上述的用于白云石煅烧用四膛竖窑，包括以下步骤：

s1、首先将采矿出来的白云石用破碎机进行破碎并进行筛分，块度30～90mm的白云石用铲车运入地下受料仓，经电磁振动给料机、大倾角皮带机运至窑前贮料仓上单层振动筛进行筛分，将白云石中的碎料筛除，筛下小于30mm的碎料进入碎料仓外运。

s2、合格的白云石原料放入提升机料斗，卷扬机将白云石提升到加料仓，再由加料仓底部的旋转布料器，旋转布料器转速一定，出料厚度一定，出料重量即可得到称量)均匀地布入加料管，通过每个窑炉加料管上的加料控制闸控制进料。

s3、白云石原料经四膛竖窑的预热、煅烧和冷却三个阶段后，由设在窑下的卸料机构(14)卸入窑底料仓进入下个工序；在四膛竖窑的四个窑筒中，其中一个窑筒处于下料、加燃料和压入压缩空气，属于煅烧窑炉，排气筒关闭，其他三个窑筒处于废气从下到上气流流过阶段，属于排气窑炉，这个时间排气筒打开排气。

煅烧窑炉内，气流是从上到下流动，与矿料下降一致。白云石原料首先到达窑筒的预热阶段，温度在300～800℃，在这个阶段白云石原料吸收窑筒内辐射的热量。预热后的白云石原料进一步下降到窑筒的煅烧阶段，在这个阶段温度达到1200～1350℃，放出大量二氧化碳气体，这些气体通过连接通道进入其他三个排气窑炉。煅烧的煅白产品(cao˙mgo)继续下降到冷却阶段，煅白温度达到120～150℃，从窑底料仓下由振动给料机送到大倾角皮带机上，将煅白产品运至干磨车间进行配矿干磨，然后配料还原剂和催化剂，压球后进入提镁还原炉提取金属镁。

四筒竖窑煅烧白云石达标指标：白云石原料在四膛竖窑内停留时间为18-20小时，煅白产品灼减≤0.5％，水化活性25％-30％；

s4、排气窑炉内，二氧化碳气流上升，与窑筒内白云石原料相遇，热量被白云石原料吸收，到达排气筒时温度下降到低于300℃，排出到除尘器，进一步净化后进入二氧化碳储气柜。

本实用新型所提供的一种用于白云石煅烧用四膛竖窑，为一种新型的白云石煅烧设备，通过控制进料和气流逆上，定时换向，将四筒其中一筒变为煅烧筒，另外三筒为排气筒，也就是蓄热筒，把热量传递给冷料。该设备热量得到充分利用、煅烧均匀、煅白产品活性高，占地合理、空间利用率高、产量大、投资成本低，适合大规模工业生产应用。

附图说明

图1为本实用新型四膛竖窑俯视结构示意图。

图2为本实用新型四膛竖窑a-a剖面结构示意图。

图3为为本实用新型旋转布料器俯视结构示意图。

图1、2中：1-竖窑本体；2-加料仓；3-旋转布料器；4-加料管；5-加料控制闸；6-压缩空气喷嘴；7-高温雷达料位计；8-排气筒；9-除尘器；10-二氧化碳储气柜；11-燃料喷嘴；12-窑体上盖；13-连接通道；14-卸料机构；15-冷却风机；16-锻白产品；17-耐火材料；18-窑体外壳；19-白云石原料。

图3中：3-1-旋转布料器壳体；3-2-转盘；3-3-下料口；3-4-刮板；3-5-加料口；3-6-旋转轴

具体实施方式

结合实施例说明本实用新型的具体技术方案。

如图1、图2和图3所示，一种用于白云石煅烧用四膛竖窑，包括竖窑本体1，竖窑本体1包括窑体外壳18和氧化铝耐火材料17，所述的竖窑本体1设有四个窑筒，四个窑筒围成一圈，并且四个窑筒通过各自煅烧带底部位置连接通道13相互连通；所述的竖窑本体1顶部中心处设有窑体上盖12、加料仓2，所述的加料仓2底部设有旋转布料器3，旋转布料器3的下料口3-3与四个窑筒顶部的四根加料管4连接，四根加料管4的出口端分别位于四个窑筒内；

每个窑筒的顶部还设有排气筒8、压缩空气喷嘴6和燃料喷嘴11，并且排气筒8与除尘器9相连，纯净二氧化碳气体压缩储存在储气柜10中供工业应用；

每个窑筒底部连接有冷却风机15，窑筒的最底部设有卸料机构14。

所述的窑筒内从上到下依次为预热带、煅烧带，白云石原料19在预热带加热、在煅烧带内煅烧，下部为冷却区，煅白产品16下沉到冷却区内；所述的冷却风机15与冷却区连接；所述的连接通道13位于煅烧带底部。

加料管4上设有加料控制闸5。

所述的窑筒内还设有高温雷达料位计7。高温雷达料位计型号为zyhc-100，该料位计性能稳定，故障率低。zyhc-100料位计具有先进的信号处理技术，量程高达70米，适用于有粉尘、有蒸汽的高温(温度300-600℃)恶劣环境。其特点可以带压拆卸维护，自清洁，带双吹扫，根据物料的角度调整天线瞄准方向，双降温系统，是目前高温料位最好的解决方法。26g高频雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲，这个脉冲微波以光速在空间传播，在被测介质表面被反射回来，被同一天线接收。发射脉冲微波与接收微波的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。该雷达料位计采用一种特殊的相关解调技术，可以准确识别发射微波与接收微波的时间间隔，从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离。仪表通过处理可得到筒顶到料面的距离hl，筒高h是由用户预置的，这样用筒高h减去hl便可得出料位高度h＝h-hl，仪表直接显示料位高度(h)。系统采用plc控制。

加料仓2底部旋转布料器3，根据开机指令打开电开关旋转轴3-6开始带动转盘3-2旋转，白云石原料经过旋转布料器壳体3-1上的加料口3-5均匀地分布在转盘3-2上，白云石原料19经刮板3-4分别进入下料口3-3，经加料管4进入四个窑筒均匀加入白云石原料19，其中一个窑筒供热煅烧，为煅烧窑炉，另三个窑筒就排出烟气，为排气窑炉，四个窑筒按一定周期更换。在煅烧窑炉内，燃料与助燃空气(一次空气)窑筒的上部压缩空气喷嘴6压入，燃烧气体通过燃料喷嘴11喷入在燃烧筒内的流向向下，与被煅烧的白云石原料19同流向。同时，冷却空气则由四个窑筒的底部冷却风机15引入。燃烧空气和白云石在煅烧带煅烧，并在窑筒较低的冷却区与冷却空气混合。混合后的气体经过连接通道13进入另三个窑筒，并以反方向向上流动(与白云石的流向相反)，形成预热带，预热入窑的白云石原料19。预热白云石的同时降低烟气温度，低温废气通过排气筒8排出窑筒，温度不超过300℃，然后进入除尘器9，进一步压缩储藏在二氧化碳储气柜10中。通过排气筒液压阀门动作，释放窑压，同时改变闸板位置，控制窑炉顶部助燃空气关停和气体燃料关停，实现煅烧膛与蓄热膛的转换，每隔30～100min整个过程将会掉换方向，将烟气及燃烧空气的流向倒转，使上一周期的排气筒供热煅烧，而废气则流过上一周期的煅烧筒。整个四膛竖窑系统为正压操作。

生产工艺流程：

块度30～90mm的白云石由白云石料场用铲车运入地下受料仓，经电磁振动给料机、大倾角皮带机运至窑前贮料仓上单层振动筛进行筛分，将白云石中的碎料筛除，筛下小于30mm的碎料进入碎料仓外运。

合格的白云石原料19放入提升机料斗，卷扬机将白云石提升到加料仓2，再由加料仓底部的旋转布料器3(布料器旋转转速一定，出料厚度一定，出料重量即可得到称量)均匀地布入窑顶加料管4，通过每个窑炉加料管4上的加料控制闸5控制进料。白云石原料19经预热、煅烧和冷却，由设在窑下的卸料机构14卸入窑底料仓贮存。煅烧的煅白产品16从窑底料仓下由振动给料机送到大倾角皮带机上，将煅白运至干磨车间进行配矿干磨，然后配料还原剂和催化剂，压球后进入提镁还原炉提取金属镁。四筒竖窑煅烧白云石达标指标：白云石原料19在四膛竖窑内停留时间为18-20小时，煅烧后得到的煅白料16灼减≤0.5％，水化活性25％-30％。

生产过程中，在白云石进入窑顶料仓的进料皮带机的上部设计一台高强电磁出铁器，防止在白云石原料的运输倒运过程中有废铁的加入，杜绝了废铁加入窑中造成煅白的废品。

在四膛竖窑体外部设计了空气炮装置，定时向窑内通过压缩空气喷嘴6鼓入足量压缩空气，以防止窑体内壁粘料、结瘤影响生产。

燃料用煤气或天然气。

四膛竖窑出料皮带机采用耐热皮带机，耐热温度可以达到120℃，以防止成品温度过高时烧坏皮带机。

实施例

四膛竖窑每个直径6米，高15米。产量每天1200吨/d。

白云石原料经过地下给料机、皮带输送机、原料振动筛过筛后，进入加料仓2，后经旋转布料器3通过加料管4加入窑内作为蓄热膛的窑筒进行蓄热。四膛竖窑有四个窑筒，三个窑筒作为膛蓄热的同时，另外一个窑筒进行煅烧。每30～100min左右换向一次，通过排气筒液压阀门动作，释放窑压，同时改变闸板位置，控制窑炉顶部助燃空气关停和气体燃料关停，实现煅烧窑炉与排气窑炉的转换。在煅烧膛中，煤气(或天然气)经燃料喷嘴11压入，从66根喷枪往煅烧窑炉送入，与从窑上部通入的助燃空气混合进行燃烧。煅烧产生的烟气经过四窑筒煅烧带底部的连接通道流向蓄热膛，在自下而上的冷却风作用下，向上流动，对刚加入排气窑炉的白云石原料19进行蓄热，温度降低后进入烟气除尘器9。每周期系统对排气窑炉加料3次，每次窑筒窑体上盖12打开时，为避免扬尘，系统会提升除尘风机转速。煅烧产生的成品通过卸料机构边缘排出，进入窑底产品料仓，换向期间卸料机构打开，成品即可进入成品料仓。

如果使用煤气煅烧白云石时，煅烧每吨白云石块煤气消耗在700m³左右，以四膛竖窑设置产量进行计算，每天产生煅白为：1383÷0.53(每天投石量)×0.46＝1200t，消耗煤气流量应为：1200t×700m³＝840000m³，四膛竖窑换向时间为40s，燃尽时间为20s，每天生产周期98个，每天煤气送入时间为3600×24－98×(40+20)＝80520s，计算煤气流量为840000×3600÷80520＝37556m³·h^－1。四膛竖窑使用转炉煤气煅烧白云石，风煤比控制在1.5～1.7，助燃空气量控制约为：1.5×37556＝56334m³·h^－1。白云石在四膛竖窑内停留时间为18-20小时，煅烧后得到的煅白料，灼减≤0.5，水化活性25％-30％。